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Heizungs- und Belüftungsanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungs-und Belüftungsanlage für Fahrzeuge,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Regelvorrichtung, welche das wahlweise
Zuführen von Kalt-, Warm-oder Mischluft an verschiedenen Stellen des Fahrzeuginnern
ermöglicht.
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Bei den bekannten Anlagen dieser Art wird für die Belüftung und für
die Beheizung des Wageninnenraumes Frischluft von außen entweder unter Ausnutzen
des Staudruckes während der Fahrt oder mittels eines Gebläses oder durch beide Zuführeinrichtungen
zusammen zugeführt, wobei diese beiden an eine Vorrichtung zum Regeln der zugeführten
Frischluft innerhalb des Fahrzeugs angeschlossen sind. Diese Regelvorrichtung ermöglicht
jedoch nicht bei einem in Betrieb befindlichen Wärmetauscher, der vor der gemeinsamen
Mündung in den Wageninnenraum angebracht ist, eine wahlweise Zuleitung kalter oder
erwärmter Frischluft an die einzelnen Bedarfsstellen innerhalb eines Wagenkastens
bzw. eine unterschiedliche Erwärmung der in den einzelnen Zuleitungen strömenden
Frischluft, wobei zur Luftförderung wahlweise der Staudruck der Außenluft oder ein
eingebautes Gebläse oder beide zusammen verwendet werden.
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden, indem durch
einfache bauliche Mittel eine große Zahl von Regelungsmöglichkeiten sowohl für die
Beheizung als auch für die Belüftung der einzelnen Teile des Fahrzeuginnern geschaffen
ist, so daß die Anlage in dieser Hinsicht auch den gesteigerten Ansprüchen, welche
die Fahrgäste hochwertiger Fahrzeuge an diese stellen, voll entspricht.
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Die Erfindung besteht darin, daß von den sowohl um ihre Vorderkante
als auch um ihre Hinterkante
nach innen schwenkbaren und außerdem
parallel zu sich selbst nach innen verschiebbaren Staudruckbelüftungsklappen entweder
die Leitungen zur Regelvorrichtung oder Leitungen unmittelbar hinter die Windschutzscheibe
oder auch beide Arten Leitungen freigegeben werden und daß die zweckmäßig für jede
Fahrzeugseite aus einem in einem mit Anschlüssen für die Stauluft und die Gebläseluft
versehenen Rohrgehäuse axial verschiebbaren und drehbaren Schieber bestehende Regelvorrichtung
mit folgenden weiteren Anschlüssen am Rohrgehäuse versehen ist: a) für eine mit
der Zuleitung für kalte Gebläseluft gemeinsame Zuleitung für erwärmte Gebläseluft,
b) für je eine Ableitung zur Windschutzscheibe, c) für je eine Ableitung zum Fußraum
der Vordersitze, wobei Lappen der Schieber das Öffnen und Schließen der Leitungen
für die Stauluft, der Leitungen zur Windschutzscheibe und der Leitungen zum Fußraum
der Vordersitze steuern.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnungen. In diesen
zeigt Fig. I das Schema eines Kraftfahrzeug-Motorraumes mit dem sich daran anschließenden
Raum des Wagenkastens und der in diesen Räumen angeordneten Heizungs- und Belüftungsanordnung,
Fig. 2 und 3 die an der Windschutzscheibe angeordnete Heizungs- bzw. Belüftungs-
und Entfrosterdüsenanordnung mit zwei gegenüber der Anordnung nach Fig. I abweichenden
Stellungen der zugehörigen Staudruckklappe, Fig. 4 die Hauptumschaltvorrichtung
für eine wahlweise Inbetriebsetzung und Steuerung der Wirkungsweise der Staudruck-
und Gebläseeinrichtung im Querschnitt nach der Linie 4-4 von Fig. 6, Fig. 5 einen
Schnitt durch einen der Hauptumschalthebel nach der Linie 5-5 von Fig. 4, Fig. 6
die Hauptumschaltvorrichtung nach Fig. 4 in schaubildlicher Darstellung, Fig. 7
einen mit einem Schalthebel nach Fig.6 verbundenen Schaltschieber in schaubildlicher
Einzeldarstellung, Fig. 8 bis II je ein zu der Schaltvorrichtung nach den Fig. 4
bis 7 gehöriges Schaltschema, Fig.I2 ein vor den vorderen Sitzen eines Kraftfahrzeugs
liegendes Fußraum-Heiz- und Belüftungsrohr in schaubildlicher Darstellung und teilweisem
Schnitt, Fig. I3 das Schema einer unmittelbar an der Windschutzscheibe vorgesehenen
Belüftungs- und Entfrosterdüsenanordnung, von der Rückseite der Windschutzscheibe
her gesehen, und Fig. I4 das Schema einer unmittelbar vor der Windschutzscheibe
vorgesehenen Staudruckklappenanordnung von oben gesehen.
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Die in den Zeichnungen gezeigten und in der Beschreibung über den
Inhalt des Patentanspruches hinausgehenden Teile des Erfindungsgegenstandes dienen
nur der Erläuterung seiner Wirkungsweise; sie sind deswegen nicht Gegenstand des
Patentbegehrens.
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Das gewählte Ausführungsbeispiel nach Fig. I zeigt in dem vor der
Spritzwand I des Wagenkastenraumes 2 liegenden Motorraum 3 den Fahrzeugantriebsmotor
4 mit dem hinter einem Flüssigkeitskühler 5 liegenden Lüfterventilator 6. Über dem
Kühler 5 ist unterhalb der Motorhaube 7 ein z. B. durch einen Elektromotor 8 angetriebenes
Gebläse 9 angeordnet, dem von vorn her Frischluft zuströmen kann, wie durch die
Pfeile in Fig. I angedeutet ist. Mit Io sind das am Motor angeflanschte Wechselgetriebegehäuse,
mit II der Boden des Wagenkastenraumes 2, mit I2 das Auspuffrohr des Motors und
mit I3 das unterhalb der Windschutzscheibe I4 liegende Instrumentenbrett bezeichnet.
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Das Auspuffsammelrohr I5 ist von einem Heizmantel 16 umgeben. In diesen
mündet ein Zweig 17 der Gebläsedruckleitung ein. Vom Mantelraum 16 zweigt ein Rohr
18 ab, das den Boden II des Wagenkastens durchstößt, in einiger Entfernung von diesem
bodenparallel verläuft und sich dann wieder nach unten wendet, also im Wagenkastenraum
2, vor oder unter den Sitzen, eine nach unten offene U-Form bildet (Fig. I und 12).
Die beiden senkrechten Schenkelrohre dieser U-Form sind mit je einem Schlitz I9
bzw. I9a versehen, und die Schlitze können durch an Handgriffen 2o bzw. 2o a zu
betätigende Schieber 2I bzw. 2I a geöffnet oder geschlossen werden. Von der Druckleitung
des Gebläses 9 und vom Heizmantel I6 zweigen eine Zweigleitung 22 bzw. eine Leitung
23 ab; und beide Leitungen münden über einen gemeinschaftlichen Anschlußstutzen
24 (Fig. I und 6) in eine auf der Wagenkastenseite, z. B. an der Spritzwand I, liegende
Regelvorrichtung ein.
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Diese besteht aus einem Querrohr 25 mit z. B. vier Abzweigungen 26,
26a, 27 und 27a und zwei in den Wagenkastenraum 2 einmündenden Lufteinblasedüsen
28 und 28a. Die Abzweigungen 26, 27 und die Düse 28 sowie die Abzweigungen 26 a,
27 a und die Düse 28a sind j e einer Hälfte der Länge des Querrohres 25 zugeordnet
und jede Gruppe bzw. einzelne Leitung und Düse kann beliebig, also sowohl gruppenweise
als auch einzeln, durch je einen Rohrschieber 29 bzw. 29 a geöffnet oder geschlossen
werden. Die Rohrschieber werden durch einen Handgriff 30 bzw. 3oa betätigt. Zu diesem
Zweck sind die Griffhebel 30 b in Winkelschlitzen 31 bzw. 31 a. derart geführt,
daß die zugehörigen Rohrschieber sowohl längsverschoben als auch gedreht werden
können.
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In Fig. 7 ist ein solcher Rohrschieber einzeln im Schaubild dargestellt.
Dieser besteht aus einem zylindrischen Rohrkörper 29, an welchen sich ein abgestufter
Lappen 29b, 29c anschließt. An dem dem Lappen gegenüberliegenden Rohrschieberende
sind durch Einschnitte 32 nach außen federnde Zungen 29 d geschaffen, derart, daß
sich der Schieber 29 unter leichtem Zwang im Querrohr 25 längsverschieben und drehen
läßt. Der die Abzweigungen 26 a, 27 a und die Düse 28 a überwachende Rohrschieber
29
a ist mit Bezug auf eine das Querrohr quer schneidende Mittelebene spiegelgleich
gestaltet, d. h., auf die Fig. 7 Bezug genommen, würden bei einer solchen Darstellung
die Federzungen links und der Lappen rechts vom Griff liegen. Weiterhin ist eine
zügige Führung der Griffhebel 3o b durch eine gespaltene Ringfeder 3oc geschaffen
(Fig.5), die gleichzeitig als Einrastglied für die Hebel dient und zu diesem Zweck
mit in den Rändern der Schlitze 31 und 31 a vorgesehenen Vertiefungen zusammenwirkt.
Mit Hilfe dieser Raststellungen lassen sich nach den Fig. 8 bis II die Schieberstellungen
I bis IV festlegen, auf deren Wirkung später eingegangen ist.
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Im Anschlußstutzen 24 ist eine z. B. drehbare Absperrklappe 33 vorgesehen,
die z. B. durch einen Handgriff 34 betätigt werden kann (Fig. 1, 4 und 6). Vor den
Abzweigungen 17 und 22 in der Druckleitung des Gebläses 9 ist eine Umschaltklappe
35 (Fig. I) angeordnet, mit der wahlweise entweder nur die Leitung 17 oder nur die
Leitung 22 oder beide Leitungen 17 und 22 gleichzeitig an die Druckseite des Gebläses
9 angeschlossen werden können. Die Leitungen 26 und 26 a führen zu unmittelbar hinter
und nahe am Rand der Windschutzscheibe 14 gelegenen Luftblasedüsen 36 bzw. 36a (Fig.
13). Dorthin führen auch die Leitungen 27 und 27 a mit den Düsenöffnungen 36 b bzw.
36 c, nur mit dem Unterschied, daß in diesen Leitungen noch z. B. unmittelbar vor
der Windschutzscheibe 14 gelegene Staudruckklappen 37 bzw. 37a angeordnet sind.
Diese können z. B. durch einen am Instrumentenbrett 13 vorgesehenen Griff 38 und
einen mit diesem zusammenwirkenden Seilzug oder Hebelmechanismus in drei verschiedene,
durch die Fig. I bis 3 veranschaulichte Stellungen gebracht werden.
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Bei der in Fig. I gezeigten Stellung sind die Staudruckklappen 37
bzw. 37a geschlossen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung geben die Klappen 37
bzw. 37a zwar die vor der Windschutzscheibe I4 liegenden Mündungen der Leitungen
27 bzw. 27 a frei, schließen aber die Düsen 36 b bzw. 36 c ab. Bei der Stellung
nach Fig.3 legen die Staudruckklappen 37 bzw. 37a nicht nur die Mündungen der Leitungen
27 bzw. 27a nach außen frei, sondern auch die Zutrittöffnungen zu den Düsen 36 b
bzw. 36 c. Wie in Fig. 2 strichpunktiert bei 37 b angedeutet, ist auch eine Stellung
der Staudruckklappen 37 bzw. 37a möglich, bei welcher die erwähnten Mündungen
der Leitungen 27 bzw. 27a nach außen abgeschlossen sind und nur der Zutritt zu den
Düsen 36b bzw. 36c freiliegt.
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Was die Handhabung und Wirkungsweise der oben geschilderten Einrichtung
betrifft, ergeben sich nachstehende Schaltmöglichkeiten: I. Belüftung A. Staudruckbelüftung
Ihre Regelung erfolgt durch eine entsprechende Einstellung der Staudruckklappen
37 und 37a mittels des Knopfes 38 am Instrumentenbrett 13. Das Gebläse 9 ist abgestellt,
die Umschaltklappe 35 sperrt die Leitung 17 ab, und die Schieber 21 und 21a sind
geschlossen.
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a) Belüftung hinter der Windschutzscheibe allein Die Absperrklappe
33 ist geschlossen. Die Staudruckklappen 37 und 37 a nehmen die in Fig.2 strichpunktiert
angedeutete Stellung ein, in welcher sie die zu den Düsen 36 b und 36c führenden
Öffnungen freigeben. Es kann dann die Staudruckluft über die offenen Klappen 37
und 37 a hinweg durch die Düsen 36 b
und 36c hinter der Windschutzscheibe
abströmen. b) Belüftung des Fußraumes 2 allein: Die Absperrklappe 33 ist geschlossen.
Die Staudruckklappen 37 und 37a werden in die in Fig. 2 ausgezogen eingezeichnete
Stellung gebracht. In dieser Stellung sperren sie die Düsen 36b und 36c ab und geben
den Weg zu den Leitungen 27 und 27a frei. Die Rohrschieber 29 und 29a sind
derart eingestellt, daß sie die Leitungen 27 und 27 a und die nach unten gerichteten
Düsen 28 und 28 a freigeben (Stellung I nach Fig. 8). Es kann daher die Stauluft
durch die geöffneten Klappen 37 und 37 a und die Leitungen 27 und 27 a nach den
Düsen 28 und 28a abströmen. c) Belüftung des Fußraumes und des Raumes hinter der
Windschutzscheibe Die Staudruckklappen 37 und 37 a werden in die in Fig. 3 gezeigte
Stellung gebracht, in welcher diese die Düsen 36 b und 36 c und die Leitungen 27
und 27a freilegen. Die Rohrschieber 29 und 29 a nehmen die unter b) geschilderte
Lage I (Fig. 8) ein. Es kann also die Stauluft durch die Düsen 36 b und 36 c und
28 und 28 a abströmen. B. Gebläsebelüftung d) Belüftung des Raumes hinter
der Windschutzscheibe allein: Die Absperrklappe 33 ist geöffnet. Die Staudruckklappen
37 und 37 a sind geschlossen, und die Umschaltklappe 35 in der Gebläsedruckleitung
ist derart umgelegt, daß sie die nach dem Heizmantel 16 führende Leitung 17 absperrt.
Die Rohrschieber 29 und 29a sind so eingestellt, daß sie die Leitungen 27 und 27
a und die Düsen 28 und 28a abschließen, dagegen den Weg nach den Düsen 36 und 36
a durch die Leitungen 26 und 26a freigeben (Stellung IV von Fig. i i). Sobald man
den Gebläsemotor 8 einschaltet und das Gebläse 9 umläuft, fördert dieses kalte Luft
durch den Druckleitungszweig 22 und den Anschlußstutzen 24 nach den Düsen 36 und
36 a. e) Belüftung des Fußraumes allein: Die Rohrschieber 29 und 29 a werden entsprechend
der Schaltstellung II von Fig. 9 eingestellt,
in welcher diese nur
einen Weg über die Düsen 28 und 28a frei lassen, durch welche das Gebläse 9 über
die Leitung 22 fördert.
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f) Belüftung von Fußraum und Raum hinter der Windschutzscheibe Die
Rohrschieber 29 werden derart eingestellt, daß sie die Düsen 28 und 28 a und die
Leitungen 26 und 26a freigeben (Schaltstellung III von Fig. Io). Das Gebläse fördert
in diesem Fall durch den Leitungszweig 22 nach den Düsen 28 und 28 a und den Düsen
36 und 36 a.
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C. Belüftung durch die Gebläse- und Staudruckeinrichtung Diese kann
durch die Düsen 36 und 36a, 36b
und 36 c und durch die Düsen 28 und
28 a erfolgen bzw. durch die oben angeführten Schaltkombinationen a) und d) (Staudruck
und Gebläse-Scheibenbelüftung) oder a) und e) (Staudruck-Scheibenbelüftung und Gebläse-Fußraumbelüftung)
oder a) und f) (Staudruck-Scheibenbelüftung und kombinierte Gebläse-Scheiben- und
Fußraumbelüftung). II. Heizung Sie erfolgt durch Miteinschalten der Auspuffheizung
16 in die Luftleitung. So ist z. B. eine Leitung der Stauluft von den Klappen 37
und 37a durch die Leitungen 27 und 27a über die Leitung 23 nach dem Heizmantel 16
und von da in die Leitung I8 möglich, aus welcher die warme Luft durch die Schlitze
I9 und I9a austreten kann, sobald man die Schieber 2I und 2I a öffnet. Bei Gebläseluftbeheizung
sperrt die Umschaltklappe 35 die Leitung 22 ab und gibt die vom Gebläsegehäuse zum
Heizmantel 16 führende Leitung 17 frei. Von hier aus kann man die Warmluft sowohl
in die Leitung 18 durch die Schlitze I9 und I9 a als auch in die Leitung 23 abströmen
lassen. Aus der letzteren kann man sie durch eine entsprechende Einstellung der
Rohrschieber 29 und 29 a entweder den Düsen 36, 36 a, 36 b und 36 c oder den Düsen
28 und 28 a zuströmen lassen. Insgesamt sind folgende Heizschaltungen möglich g)
zur Windschutzscheibe allein; h) zum Fußraum vor den Vordersitzen allein; i) zu
dem erwähnten Fußraum und zur Windschutzscheibe gleichzeitig; k) zum Fußraum vor
den rückwärtigen Sitzen (Leitung 18).
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Es ist aber auch eine gleichzeitige Heizung und Belüftung möglich,
z. B.
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1) durch eine unterschiedliche Einstellung der Rohrschieber 29 und
29 a oder m) durch eine Staudruckbelüftung und Gebläseheizung, indem man die Staudruckklappen
37 und 37a in die strichpunktiert angedeutete Stellung von Fig. 2 bringt, gleichzeitig
das Gebläse einschaltet und die Gebläseluft durch die Leitung 17 über den Heizmantel
16 leitet.
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Durch eine entsprechende Einstellung der Rohrschieber 29 und 29 a
kann man die rechte oder linke Seite der Windscheibe oder des Fußraumes, wahlweise
zusammen oder getrennt, belüften oder beheizen. Bei sehr kalten Außentemperaturen
wird man die gesamte zur Verfügung stehende Warmluft insbesondere zum Entfrosten
der Windschutzscheibenpartie vor dem Lenkrad des Fahrzeugs verwenden. Mischluft
kann durch eine entsprechende Einstellung der Regelklappe 35 erzeugt werden. Es
wird die Luft um so wärmer, je mehr diese Klappe die Leitung 17 freigibt und gleichzeitig
die Leitung 22 absperrt.
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Im Bedarfsfall können die Leitungen 17, 22 und 23 auch doppelt, d.
h. für jede Wagenhälfte eine Leitung, verlegt werden. Auch könnte man jeder Wagenseite
ein besonderes Gebläse zuordnen. Die Richtung der einzelnen Luftströme ist durch
die Richtung der Düsenmündungen bestimmt, die auch einstellbar angeordnet sein können.
Die Leitungen und Düsen werden zweckmäßig aus Preßblech in möglichster Anpassung
an die gegebenen räumlichen Verhältnisse des Fahrzeugs hergestellt.
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Der Antrieb des Gebläses erfolgt zweckmäßig durch das Stromnetz der
Lichtanlage des Fahrzeugs oder durch den Antrieb des Fahrzeugs. Auch können die
Rohrschieber 29 und 29 a aus einem Stück bestehen oder durch ein Zwischenglied zu
einem einheitlichen Ganzen verbunden sein. In diesem Falle genügt dann ein einziger
Schalthebel für die Schiebereinstellung. Die Auspuffheizung kann auch durch eine
Kühlwasserheizung oder durch eine elektrische Heizung ersetzt oder verstärkt werden.
Die Regelung der Intensität der Heizungs-und Belüftungswirkung kann auch automatisch
erfolgen, indem ein Wärmefühler, z. B. elektromagnetisch, die Heizungs- und Belüftungsanlage
auf »kalt«, »warm« oder »mittel« umstellt.